• No results found

(1)Calculus/analyse najaar 2007 Uitwerkingen huiswerk week 5 Opgave 17

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "(1)Calculus/analyse najaar 2007 Uitwerkingen huiswerk week 5 Opgave 17"

Copied!
3
0
0

Bezig met laden.... (Bekijk nu de volledige tekst)

Hele tekst

(1)

Calculus/analyse najaar 2007

Uitwerkingen huiswerk week 5

Opgave 17.

Bepaal primitieven F (x) voor de volgende functies:

(i) f (x) := 1

1 + x, (ii) f (x) := x

1 + x, (iii) f (x) := ax

bx met a, b > 0, a, b 6= 1, (iv) f (x) := 1

a2− x2, (v) f (x) := 1

x− 1 +

x+ 1, (vi) f (x) := 1 1 + sin(x), Oplossing.

(i) F (x) = ln(1 + x);

(ii) f (x) = x1+x+1 1+x1 = 1 −1+x1 ⇒ F (x) = x − ln(1 + x);

(iii) f (x) = (ab)x = exp(ln(ab)x) ⇒ F (x) = ln(1a

b)exp(ln(ab)x) = ln(a)−ln(b)1 (ab)x; (iv) arcsin(x) = 1

1−x2 en f (x) = 1a 1

1−(xa)2 ⇒ F (x) = arcsin(xa);

(v) f (x) = 1 x−1+x+1

x+1−

x+1−x−1

x−1 = (x+1)−(x−1)x+1−x−1 = 12(

x+ 1 −p(x − 1)) ⇒ F(x) = 13((x + 1)32 − (x − 1)32);

(vi) f (x) = 1+sin(x)1 1−sin(x)1−sin(x) = 1−sin(x)

1−sin2(x) = cos12(x) cossin(x)2(x). Verder geldt tan(x) = (cos(x)sin(x)) = cos12

(x)en (cos(x)1 ) = cossin(x)2

(x) ⇒ F (x) = tan(x)−cos(x)1 . Opgave 18.

Bereken de volgende integralen:

(i) Z 1

0 (1 − x)ndxvoor n ∈ N (ii) Z π

0 sin(mx) dx voor m ∈ Z.

Oplossing.

(i) f (x) = (1−x)n ⇒ F (x) = n−1+1(1−x)n+1R1

0(1−x)ndx= F (1)−F (0) =

1 n+1.

(ii) f (x) = sin(mx) ⇒ F (x) = −1m cos(mx) ⇒ Rπ

0 sin(mx) dx = F (π) − F(0) =

(2

m als m oneven 0 als m even.

(2)

Opgave 19.

Bepaal de volgende integralen door parti¨ele integratie:

(i) Z

x2ex dx, (ii) Z

x ln(x) dx, (iii) Z

ln2(x) dx, (iv)

Z

ln3(x) dx, (v) Z

cos(ln(x)) dx, (vi) Z

x arctan(x) dx.

Oplossing.

(i) R x2ex dx= x2exR 2xex dx= x2ex− 2xex+R 2ex dx= (x2− 2x + 2)ex; (ii) R x ln(x) dx = 23x32ln(x) − 23Rx dx= 23x32ln(x) − 49x32;

(iii) R ln2(x) dx = (ln(x)x − x) ln(x) −R (ln(x) − 1) dx = (ln(x)x − x) ln(x) − (ln(x)x − x) + x = ln2(x)x − 2 ln(x)x + 2x,

(iv) R ln3(x) dx = (ln(x)x − x) ln2(x) −R (ln(x) − 1)2 ln(x) dx = (ln(x)x − x) ln2(x)−2(ln2(x)x−2 ln(x)x+2x)+2(ln(x)x−x) = ln3(x)x−3 ln2(x)x+

6 ln(x)x − 6x;

(v) R cos(ln(x)) dx = x cos(ln(x))+R sin(ln(x)) = x cos(ln(x))+x sin(ln(x))−

R cos(ln(x)) = 12x(cos(ln(x)) + sin(ln(x)));

(vi) R x arctan(x) dx = 12x2arctan(x) −12R x2 1+x2 dx

= 12x2arctan(x) − 12R x2+1

1+x2 dx+ 12R 1

1+x2 dx = 12x2arctan(x) − 12x+

1

2arctan(x).

Opgave 20.

Bewijs de volgende reductie formules (m.b.v. parti¨ele integratie):

(i) Z

sinn(x) dx = −1

nsinn−1(x) cos(x) +n− 1 n

Z

sinn−2(x) dx;

(ii) Z

cosn(x) dx = 1

ncosn−1(x) sin(x) +n− 1 n

Z

cosn−2(x) dx;

(iii)

Z 1

(x2+ 1)n dx= 1 2n − 2

x

(x2+ 1)n−1 +2n − 3 2n − 2

Z 1

(x2+ 1)n−1 dx.

Hint: Schrijf 1

(x2+ 1)n = 1 + x2− x2

(x2+ 1)n = 1

(x2+ 1)n−1 x2 (x2+ 1)n. Oplossing.

(i) R sinn(x) dx =R sinn−1(x) sin(x) dx

= − sinn−1(x) cos(x) +R (n − 1) sinn−2(x) cos(x) cos(x) dx

= − sinn−1(x) cos(x)+(n−1)R sinn−2(x) dx−(n−1)R sinn−2(x) sin2(x) dx

= −n1 sinn−1(x) cos(x) + n−1n R sinn−2(x) dx;

(3)

(ii) R cosn(x) dx =R cosn−1(x) cos(x) dx

= cosn−1(x) sin(x) +R (n − 1) cosn−2(x) sin(x) sin(x) dx

= cosn−1(x) sin(x)+(n−1)R cosn−2(x) dx−(n−1)R cosn−2(x) cos2(x) dx

= 1ncosn−1(x) sin(x) + n−1n R cosn−2(x) dx;

(iii) R 1

(x2+1)n dx=R 1

(x2+1)n1 dxR x2 (x2+1)n dx.

Er geldt ((x2 1

+1)n1) = −(n − 1)(x22x+1)n, dus is R x2

(x2+1)n dx =R x(x2x

+1)n dx= x2n−2−1 (x2 1

+1)n1 +2n−21 R 1

(x2+1)n1 dx en dus R 1

(x2+1)n dx=R 1

(x2+1)n1 dx+2n−21 (x2+1)x n 2n−21 R 1

(x2+1)n1 dx=

1 2n−2

x

(x2+1)n +2n−32n−2R 1

(x2+1)n1 dx.

Webpagina: http://www.math.ru.nl/∼souvi/calcanalyse/calcanalyse.html

Referenties

GERELATEERDE DOCUMENTEN

[r]

[r]

Ga ook na dat ι ◦ δ noch injectief noch surjectief is.. Webpagina:

[r]

Voor een complexe matrix A ∈ C n×n noteren we met A de matrix met in iedere component de complex geconjugeerde van A, d.w.z... als AA t =

De plaatjes hieronder geven de Hasse diagrammen van drie posets, namelijk de N-poset, de vijfhoek en de drie-punten lijn (zie Figuur 12.1 bij Cameron). De drie-punten lijn staat

[r]

[r]